Reichen umweltfreundliche Energiequellen aus?
Moment, denn das ist nicht so einfach! Zunächst müssen wir schauen, ob die verfügbaren Mengen an Energie überhaupt ausreichen, um unseren Bedarf zu decken. Hier kann eindeutig Entwarnung gegeben werden: Die Menge an Energie, die uns die Sonne täglich auf die Erde liefert, reicht üppig aus, um die ganze Menschheit zu versorgen. In nur knapp einer Stunde kommt auf der Erde so viel Sonnenenergie an, wie die gesamte Menschheit in einem Jahr benötigt. Hiervon können wir zwar nur einen Teil nutzen, aber auch das ist noch genug.
Und nochmal Moment! Was ist nachts, wenn die Sonne nicht scheint? Und was, wenn kein Wind weht? Für all die Situationen, in denen wir mehr Energie benötigen, als gerade zur Verfügung steht, brauchen wir Speicher. In Speichern können wir Energie „parken“, also aufheben, bis wir sie zu einem späteren Zeitpunkt dann wieder abrufen. Wir füllen die Speicher, wenn wir mehr Energie zur Verfügung haben, als wir gerade brauchen. Und wir leeren sie, wenn wir mehr Energie brauchen, als direkt zur Verfügung steht.
In unserem täglichen Leben nutzen wir bereits einige Energiespeicher. Das ist uns nur oft nicht bewusst. Überleg doch mal, ob du heute schon Energie aus einem Energiespeicher genutzt hast! Welche fallen dir ein?
K.-A.
Lass uns einfach nochmal zurückkehren zu dem Beispiel von deinem Tagesablauf. Noch vor dem Gang ins Bad hast du deine Nachrichten gecheckt – mithilfe des Akkus im Handy, in dem elektrische Energie gespeichert ist. Dann kam warmes Wasser aus dem Duschkopf oder dem Wasserhahn, das vielleicht am Vortag von der Sonne erhitzt und in einem Warmwasserspeicher gespeichert wurde. Bei Frühstück nimmst du mit Müsli, Brot oder Marmelade gespeicherte chemische Energie zu dir! Und auch der Schulbus nutzt gespeicherte chemische Energie in Form von Kraftstoff.
Wie du siehst, nutzen wir schon heute verschiedene Arten von Speichern – allerdings eher im kleinen Maßstab. Um die klimaschädliche Nutzung von Kohle, Öl und Gas beenden zu können, brauchen wir richtig große und richtig viele Energiespeicher, die zudem natürlich umweltfreundlich und möglichst günstig sein sollen. Dies ist ein großes und wichtiges Forschungsgebiet, in dem auch das DLR aktiv ist.
Um Kohle, Öl und Gas zu ersetzen, brauchen wir Speicher für die Bereiche Stromerzeugung, Transport und Wärme. Logisch, dass wir dafür unterschiedliche Typen von Speichern benötigen. Für Elektroautos sind zum Beispiel Stromspeicher in Form von Akkus eine Lösung und es wird intensiv geforscht, diese noch leistungsfähiger, leichter und günstiger zu machen.
Um große Mengen in der Stromversorgung zu speichern, sind Akkus aber zu teuer. Hierfür bieten sich chemische Speicher an: Mit überschüssigem Strom aus Sonnen- oder Windenergie können wir z.B. energiereichen Wasserstoff herstellen, den wir in großen Tanks auch für längere Zeit speichern können. Je nach Bedarf kann dieser dann später zur Stromerzeugung, für Autos oder für die Heizung eingesetzt werden.
Speziell für Strom gibt es aber noch eine elegante andere Möglichkeit: Wenn es in Deutschland Nacht ist, geht ja an anderen Orten die Sonne auf! Und wenn es bei uns regnet, scheint in der Sahara – zumindest meistens – die Sonne. Mit einem leistungsfähigen internationalen Stromnetz können wir Strom aus Solarenergie über Ländergrenzen hinweg verteilen und benötigen so viel weniger Speicher! Hierfür muss das Stromnetz allerdings noch deutlich ausgebaut werden.
Wärme zu speichern ist eigentlich recht einfach: Denk nur mal an eine Thermoskanne, in der warme Getränke ihre Temperatur behalten. Was im Kleinen funktioniert, geht auch im großen Maßstab. Allerdings wären für große Mengen Wärme logischerweise auch größere Wärmespeicher nötig – und die wären dann ganz schön teuer. Gerade im Wärmebereich können wir aber einen anderen Weg einschlagen, der einfacher und erfolgversprechender ist. Heute gehen wir nämlich noch recht verschwenderisch mit Wärme um. Du erinnerst dich sicher, dass private Haushalte in Deutschland über die Hälfte ihres Energiebedarfs in Form von Wärme benötigen – das hatten wir oben ja erklärt. Da wird also sehr viel Energie zum Heizen von Wohnungen oder Häusern verwendet. Warum so viel? Das liegt daran, dass viele schlecht gedämmte Häuser im Winter unnötig viel Wärme verlieren, die dann irgendwie nachgeliefert werden muss. Würde man die Häuser gut dämmen, dann würde viel weniger Gas, Holz oder Heizöl benötigt und auch der Bedarf an Speichern wäre deutlich geringer.